Цикл CNO у звезд первого поколения

Я студент, интересующийся астофизикой, и этот вопрос пришел мне в голову:

Поскольку для запуска цикла CNO требуется углерод, а углерод производится в результате термоядерного синтеза в звездах, справедливо ли считать, что у более горячих звезд первого поколения не было цикла CNO?
Или вместо этого я должен думать, что первое поколение звезд имело начальную металличность и, следовательно, цикл CNO был возможен?

Ответы (2)

Звезды первого поколения изначально не совершали цикл CNO.

Подсчитано, что после Большого взрыва три четверти вещества составляет гидрогрен, одна четверть гелий и следовые количества более тяжелых элементов. Это также состав (на данный момент ненаблюдаемых) звезд первого поколения, имеющих нулевую металличность. Хотя эти звезды, вероятно, были очень массивными, изначально они не могли запустить цикл CNO.

К счастью, цикл CNO — не единственный процесс ядерного синтеза в звездах. В цепной реакции протон-протон водород превращается в гелий. Звезда находится в равновесии до тех пор, пока не «израсходуется» водород в ядре. Затем он может разрушиться и нагреваться до тех пор, пока тройной альфа-процесс не начнет производить углерод. С этого момента происходит все больше и больше процессов, производящих множество различных элементов. Из-за конвекции и выгорания оболочки цикл CNO мог работать в этих звездах первого поколения на более поздних стадиях.

Интересно, что самые массивные из звезд первого поколения (население III), возможно, превратились в черные дыры, поглотившие все произведенные металлы (элементы тяжелее гелия). Многие другие, возможно, взорвались в виде сверхновых с нестабильностью пар, выбросив весь материал в межзвездное пространство, не оставив после себя компактных остатков.

А. Хегер и С. Э. Вусли: сигнатура нуклеосинтеза популяции III

протонная цепочка протонов в основном присутствует на стартах, которые не так массивны, поэтому эти массивные звезды первого поколения, вероятно, довольно быстро разрушились из-за того, что не смогли запустить цепочку cno, верно? (Я знаю, что вы сказали вначале, но я думаю, что, вероятно, самый массивный не прожил достаточно долго, чтобы начать)
@GerardoSuarez Неправильно. Это просто означает, что их ядра должны быть немного горячее, чтобы получить ту же скорость синтеза из цепи pp.
Утверждение «цепочка pp в основном присутствует в звездах, которые не так массивны» справедливо только для нашего современного звездного населения, где каждая звезда имеет некоторую металличность. Звезды первого поколения, возможно, не имели преобладающего цикла CNO, но это не обязательно означает, что они быстро разрушились, потому что другие процессы могли доминировать после цепи pp.
Этот тезис представляет собой недавнее описание и моделирование звезд с очень низкой металличностью (pop 3) и большой массы. Это более 150 страниц, и мне пока не удалось разобрать значительную их часть. Из того, что я собрал до сих пор, кажется, что идея о том, что тройной альфа-процесс приводит к возникновению цикла CNO (на каком-то нетривиальном уровне), поддерживается. Есть еще одна статья гораздо более давнего времени, в которой предполагается, что гораздо более ограниченные реакции CNO могли повлиять на появление сверхновых звезд типа 3.

Я предполагаю, что под «первой генерацией» вы подразумеваете звезды Pop III (также известные как звезды с нулевой металличностью).

Эти звезды, состоящие только из H и He (могут иметь очень маленькое и незначительное количество более тяжелых элементов), поскольку они образовались в очень ранней Вселенной. Их эволюция начинается с синтеза Н для получения большего количества Не и сжигания Не для получения более тяжелых элементов. Это похоже на то, что происходит на Солнце. Следовательно, углерод может быть произведен, и цикл CNO может произойти в какой-то момент времени жизни.

Это также подтверждается идеей о том, что Pop III может быть очень массивным и сохранять свою массу без значительных потерь ветровым механизмом (т. е. скорость потери массы выше с металличностью из-за линейного излучения тяжелых элементов). Моделирование показало, что эти массивные звезды могут заканчивать свою жизнь термоядерным взрывом (т.е. подобно СН типа Ia), а не взрывом ядра.

Цикл CNO у звезд первого поколения
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v